Qui a découvert l'insuline?
L’insuline est au cœur du traitement du diabète, car tous les types de diabète surviennent en raison de l’incapacité de l’organisme à utiliser efficacement la glycémie en raison d’apports insuffisants, inefficaces ou inexistants en insuline.
Les scientifiques innovants qui ont découvert l'insuline ont remporté un prix Nobel, mais cette découverte a également suscité la controverse.
La découverte de l'insuline a eu lieu en 1921 suivant les idées d'un chirurgien orthopédiste canadien nommé Frederick G. Banting, les compétences en chimie de son assistant Charles Best et de John MacLeod de l'Université de Toronto au Canada.
Plusieurs récits contradictoires de la découverte de l'insuline ont circulé au fil des ans, et même le prix Nobel décerné pour sa découverte en 1923 a été remis en question des années plus tard.
Dans cet article, nous examinons les personnes responsables de ce traitement révolutionnaire du diabète.
L'histoire de l'insuline
La compréhension du diabète se développe depuis des milliers d'années; même les anciens Grecs le savaient et diagnostiquaient le diabète en goûtant à l'urine.
La prise de conscience que certains états d'urine et niveaux de soif liés à la glycémie s'est accrue au fil des siècles.
Alors que les physiologistes du XIXe siècle ont compris que le pancréas était impliqué dans le traitement de l'énergie dans tout le corps, ils n'ont pas compris le rôle direct du pancréas dans le diabète jusqu'à ce que deux physiologistes retirent le pancréas d'un chien en 1890.
Ces deux scientifiques ont observé le développement d'un diabète sévère en l'espace de 3 semaines, y compris des symptômes qui seront familiers aux personnes atteintes de la maladie aujourd'hui, notamment:
- taux élevé de sucre dans le sang
- urine fortement diluée, comme dans le diabète insipide
- coma diabétique
- mort par cétose
Le premier physiologiste à suggérer que les îlots pancréatiques, ou les îlots de Langerhans, pourraient être à l'origine des effets du pancréas sur le contrôle de la glycémie était Sir Edward Albert Sharpey-Schäfer, qui a fait ces déclarations pour la première fois vers 1894.
Bien qu'il n'ait pas isolé la substance que nous comprenons maintenant comme l'insuline, il a utilisé le terme «insuline» pour décrire cette substance encore inconnue et a souligné à la fois son existence et son importance en 1913.
En 1901, des scientifiques avaient découvert que la ligature ou l'attachement du canal pancréatique chez les chiens, les chats et les lapins détruisait de nombreuses cellules qui produisaient des hormones dans le pancréas.
Cependant, les îlots de Langerhans, dont les scientifiques modernes savent maintenant qu'ils produisent de l'insuline, étaient encore intacts. Surtout, il n'y avait aucun signe de sucre dans le sang dans l'urine, qui est un symptôme courant du diabète. C'était la première indication claire que les cellules des îlots jouaient un rôle dans le développement du diabète.
Découverte
En 1921, le Dr Frederick G. Banting est devenu le premier individu à isoler les sécrétions des cellules des îlots et à les présenter comme un traitement potentiel du diabète.
Il a observé que d'autres scientifiques n'avaient peut-être pas réussi à trouver l'insuline parce que les enzymes digestives avaient détruit l'insuline avant que quiconque ne puisse l'extraire.
Le plan de Banting était de lier les canaux pancréatiques des chiens de laboratoire jusqu'à ce que les cellules qui produisent les enzymes dégénèrent, laissant les cellules des îlots robustes en vie. Il extrairait ensuite le résidu.
Banting n'était pas suffisamment informé sur les nouveaux développements dans le test de la glycémie pour vérifier avec précision le diabète, il a donc vérifié l'urine, qui était moins fiable.
Cependant, l'idée n'était pas nouvelle - d'autres scientifiques avaient également essayé de produire des extraits du pancréas qui réduisaient la glycémie - ni particulièrement utile car Banting ne pouvait isoler que de petites quantités de l'hormone.
En outre, l'extrait semblait avoir des propriétés toxiques et provoquer des effets secondaires graves, notamment des douleurs et de la fièvre, chez les animaux.
Développement
Banting n'était pas un expert dans le domaine du métabolisme des glucides, alors quand il a demandé un espace de laboratoire et des installations au professeur John James Rickard Macleod, chef de la physiologie à l'Université de Toronto, le physiologiste estimé a d'abord été réticent.
Cependant, la persévérance de Banting et la possibilité d’obtenir des résultats plus fiables ont persuadé MacLeod de faire don d’espace de laboratoire. Bien que ligoter le pancréas pour le faire décomposer n'était pas un nouvel outil d'investigation, l'idée d'isoler les îlots en raison de leur dégénérescence plus lente était d'un vif intérêt pour Macleod.
Personne n'avait tenté d'extraire des îlots d'un pancréas complètement dégénéré.
Banting a engagé un assistant, Charles Herbert Best, pour aider à isoler l'insuline. Macleod a contribué à la structure générale de la recherche et Best s'est spécialisé dans les analyses chimiques du sang pour vérifier les niveaux de glucose.
Les recherches ont commencé le 17 mai 1921.
L'objectif était de ligaturer le pancréas d'un chien jusqu'à ce qu'il se décompose et commence à produire l'extrait d'îlots. Cet extrait serait ensuite administré à d'autres chiens sans pancréas pour évaluer ses effets sur le diabète.
Les progrès étaient initialement lents. Banting a eu des difficultés avec la chirurgie animale et 7 des 10 chiens attachés au conduit sont morts. Banting et Best ont dû recourir à l'achat de chiens potentiellement au marché noir dans la rue pour quelques dollars canadiens.
Le 27 juillet, ils avaient finalement préparé un chien avec un pancréas enlevé avec succès et un chien avec des canaux pancréatiques attachés. Trois jours plus tard, les chercheurs ont congelé le pancréas dégénéré, l'ont broyé en une pâte et l'ont filtré, avant de le réchauffer à température ambiante et d'injecter 5 millilitres (ml) au chien sans pancréas.
Les scientifiques ont prélevé des échantillons de sang du chien toutes les 30 minutes et ont constaté une baisse temporaire de la glycémie de 0,2% à 0,12%. Le chien est mort le lendemain matin des suites d'une infection, mais les scientifiques ont noté les premiers signes d'action antidiabétique de l'extrait, qu'ils avaient nommé isletin.
Alors que beaucoup de leurs expériences ont échoué, entraînant la mort des chiens de laboratoire, Banting et son équipe ont constaté des baisses suffisamment régulières de la glycémie en raison de leur extrait pour qu'ils étaient confiants dans les propriétés antidiabétiques de l'isletine, qui deviendrait plus tard l'insuline. .
Banting et Best ont alors décidé qu'au lieu de décomposer progressivement le pancréas, ils utiliseraient une hormone appelée sécrétine pour faire du surmenage et épuiser le pancréas, dans l'espoir que cela réduirait les effets toxiques tout en fournissant l'insuline.
La procédure pour obtenir la sécrétine était difficile et peu pratique, mais a démontré une manière plus sûre d'extraire l'insuline du pancréas.
Ils ont également été confrontés au défi d'essayer de collecter un extrait de solution pancréatique sans détruire l'ingrédient actif - la substance qui crée l'effet thérapeutique en médecine - dans ce cas, l'insuline.
Prochaines étapes
Le défi suivant était de trouver une méthode de production de cellules d'îlots, et donc d'insuline, à grande échelle, de manière à ce qu'elle puisse être utilisée comme médicament à grande échelle pour le diabète.
Réalisant qu'un approvisionnement en chiens pour la ligature du pancréas allait limiter les progrès de la recherche, Banting et Best sont passés à l'utilisation du pancréas des vaches comme matière source.
En adaptant leurs processus d'extraction et de concentration de la solution, les scientifiques ont réussi à produire une substance contenant une plus grande quantité de principe actif (insuline). Ils ont ensuite injecté cet extrait à l'un des chiens de laboratoire qui n'avait pas de pancréas.
La glycémie du chien a chuté de 0,46% à 0,18% - une amélioration massive. Rentable et largement disponible, ils pensaient que le pancréas de vache était leur voie à suivre.
À ce stade, MacLeod a détourné toutes les autres ressources pour soutenir cette recherche. Cependant, la tension entre Banting et MacLeod s'intensifiait, car Banting estimait que MacLeod s'attribuait le mérite de son travail.
MacLeod, en revanche, devenait frustré par l’attitude de Banting et sa méfiance constante.
James Bertram Collip, un biochimiste canadien établi, est venu travailler sur la purification de l'insuline. Une fois qu'il avait atteint un niveau de pureté convenable, ils l'ont testé d'abord sur des lapins, puis sur des humains.
Cependant, l'insuline n'a pas réussi ses premiers essais cliniques.
Le premier test impliquait un garçon de 14 ans atteint de diabète sévère. Alors que l'extrait a entraîné une baisse de la glycémie de 0,44% à 0,32% et une petite réduction de la quantité de glucose excrété, un abcès s'est développé au site d'injection et les taux de cétone, un autre indicateur du diabète, n'ont pas changé.
Collip a travaillé à la purification de l'extrait encore plus loin, et le deuxième essai clinique, qui a eu lieu le 23 janvier 1922, a connu un succès immédiat et profond. Les taux de sucre dans le sang chez le même garçon de 14 ans sont passés de 0,52% à 0,12% en 24 heures, et les cétones ont disparu de l'urine. La quantité de glucose excrété est passée de 71,1 grammes (g) à 8,7 g.
Les responsables de l'essai ont répété ces améliorations significatives chez six autres patients au cours du mois suivant.
Pendant que toutes ces expériences se déroulaient, Banting avait principalement préparé des chiens pour des expériences et trouvé de nouvelles façons de fabriquer de l'insuline pour la production de masse et avait peu participé aux essais ou aux articles qui en résultaient.
Banting chercha désespérément à être reconnu et, à la fin de 1922, sa colère et sa déception commencèrent à provoquer des conflits. À un moment donné, Collip a menacé de quitter le groupe sans transmettre son processus de purification. Banting serait venu aux coups avec lui dans les salles universitaires.
Alors que de nombreux rapports différents circulent encore sur qui devrait être crédité pour la découverte de l'insuline, c'est Banting qui a lancé les roues - malgré son expérience limitée dans le domaine - et a mis sur pied une équipe qui a développé l'avancement le plus significatif pour la gestion du diabète.
La controverse du prix Nobel
En 1923, un physiologiste danois du nom d’August Kroch proposa une nomination conjointe au prix Nobel pour Banting et MacLeod, sur la base de l’idée de Banting et des conseils de MacLeod.
Banting a été le premier nominé au prix Nobel du Canada, et une bouteille d'insuline occupe désormais une place de choix sur le billet de 100 dollars canadiens.
Cependant, le comité Nobel ne pouvait attribuer le prix convoité qu'à une à trois personnes. Banting était furieux d’entendre parler de la co-nomination de MacLeod, estimant que Best aurait dû recevoir la nomination à la place, et a failli refuser le prix.
Cependant, il a changé d'avis et a plutôt partagé son crédit et son prix avec Best. Quand MacLeod l'a découvert, il a fait de même avec Collip.
Des années plus tard, longtemps après la mort de Banting dans un accident d’avion en 1941, l’histoire officielle du prix Nobel a publiquement reconnu la contribution de Best au développement de l’insuline.
Résumé
Une équipe de personnes a découvert l'insuline.
Frederick G. Banting a trouvé un moyen d'extraire l'extrait pancréatique en 1921; John MacLeod, chef de la physiologie à l'Université de Toronto, a supervisé ce processus; Charles Best, l’assistant de Banting, a aidé à affiner le processus, et un biochimiste nommé James Collip a aidé à purifier encore plus l’insuline pour la rendre cliniquement utile.
